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新技術:可殺死空氣中的冠狀病毒及細菌的far-UVC紫外線

2022/6/16 18:16:00 來源: 評論(0)0

far-UVC

 

 

  據美國哥倫比亞大學歐文醫學中心官網近日報道,該研究機構的一項新研究發現,當暴露在對人類安全的特定波長的紫外線(far-UVC)下,出現在空氣飛沫中的逾99.9%的季節性冠狀病毒都會被殺死。

  背景紫外線(Ultraviolet)是指電磁波譜中波長從(10納米~400納米)輻射的總稱,波長介于可見光和X射線之間,對于肉眼來說不可見。

  1801年,德國物理學家里特發現在日光光譜的紫端外側一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光,從而發現了紫外線。紫外線可以用來滅菌,但是過多的紫外線進入人體會造成皮膚癌和白內障等疾病。

  紫外線可根據波長不同可分為四個區域:長波紫外線簡稱UVA,波長320納米~400納米;中波紫外線簡稱UVB,波長280納米~320納米;短波紫外線簡稱UVC,波長200納米~280納米;真空紫外線簡稱UVD,波段波長100納米~200納米。

  其中,長波紫外線(UVA)對衣物和人體皮膚的穿透性遠比中波紫外線要強,可達到真皮深處,并可對表皮部位的黑色素起作用,從而引起皮膚黑色素沉著,使皮膚變黑,因而也稱為“長波黑斑效應紫外線”。

  中波紫外線(UVB)的極大部分都被皮膚表皮所吸收,不能滲入皮膚內部。但由于其能量較高,可對皮膚產生強烈的光損傷,被照射部位真皮血管會產生擴張,皮膚可出現紅腫、水泡等癥狀,因而也稱為“中波紅斑效應紫外線”。

  短波紫外線(UVC)具有消毒滅菌作用,也稱為“C波段紫外線”或者“短波滅菌紫外線”。其穿透能力最弱,無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎完全被臭氧層吸收。短波紫外線對人體傷害很大,短時間照射即可灼傷皮膚,長期或高強度照射還會造成皮膚癌或者白內障等疾病。

  紫外線殺菌燈發出的就是UVC。傳統的短波滅菌紫外線(波長254納米)可用于給空病房或空地鐵車廂等無人空間消毒。但是,在有人空間中直接暴露在這些傳統紫外線燈下是不行的,因為這樣可能會有損健康。

  近日,美國哥倫比亞大學歐文醫學中心采用了一種對人類安全的“C波段遠紫外線(far-UVC)”,它可以殺死出現在空氣飛沫中的逾99.9%的季節性冠狀病毒。

  這項研究的領導作者、哥倫比亞大學迷走神經內科和外科醫學院教授、哥倫比亞大學歐文醫學中心放射研究中心主任大衛·布倫納(David Brenner)博士表示:“根據我們的研究成果,在目前的監管限制內通過C波段遠紫外線進行持續的空氣消毒,可能會大幅降低人類居住的室內環境中經空氣傳播的病毒水平?!?/p>

  這項研究的論文于6月24日發表在《科學報告(Scientific Reports)》期刊上。

  什么是far-UVC?它屬于UVC的一部分,波長范圍是207納米~222納米。它可以穿透微生物的遺傳物質并破壞遺傳物質的鍵,阻止其復制,從而對物體和空氣進行消毒。但是,它無法穿透眼睛的淚液層或者皮膚外圍的死細胞層,不會到達或者損傷體內活細胞,所以不會導致皮膚癌或白內障。簡單說,它對人類安全,但可以殺死細菌。

  之前的研究中,研究人員已經展示過C波段遠紫外線可以安全地殺死經空氣傳播的流感病毒。這篇新論文則將他們之前的研究拓展到季節性冠狀病毒,這些冠狀病毒在結構上與引起新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)相似。

  這項研究中,研究人員使用了一個噴霧裝置來氣溶膠化兩種常見的冠狀病毒。然后,氣溶膠中含有的冠狀病毒在C波段遠紫外線燈前的空氣中流動。在氣溶膠暴露于C波段遠紫外線之后,研究人員通過測試來觀察有多少病毒仍然存活。

  該設備用于測試C波段遠紫外線殺滅經過空氣傳播的冠狀病毒的效果。

  研究人員發現,暴露的病毒逾99.9%都被非常低劑量的C波段遠紫外線殺死。研究人員基于這些研究成果估計,在目前的監管限制內持續暴露于遠紫外線將在約8分鐘內殺死90%經空氣傳播的病毒,約11分鐘內殺死95%,約16分鐘內殺死99%,約25分鐘內殺死99.9%。

  冠狀病毒對于遠紫外線的敏感程度表明,在有人的室內公共場所使用頭頂的遠紫外線燈,顯著降低冠狀病毒以及流感病毒等其他病毒人傳人的風險,是可行且安全的。

  在另一項正在進行的研究中,研究人員們測試了C波段遠紫外線對于經空氣傳播的新型冠狀病毒的效力。初步數據表明,遠紫外線燈對殺滅新型冠狀病毒同樣有效。

  布倫納表示:“遠紫外線并不能區分冠狀病毒的類型,所以我們期望它能以同樣的方式殺死新型冠狀病毒。因為新型冠狀病毒主要通過咳嗽和打噴嚏在空氣中形成的飛沫和氣溶膠傳播,所以一個可以安全滅活空氣中冠狀病毒的工具顯得非常重要,特別是附近有人的情況下?!?/p>

  布倫納繼續說道:“因為可以在有人的空間例如醫院、公交車、飛機、火車、火車站、學校、餐館、辦公室、劇院、健身房以及任何人們可以聚集的室內場所安全使用,所以C波段遠紫外線可以配合其他措施使用,例如戴口罩或者洗手,來限制新型冠狀病毒以及其他病毒的傳播?!?/p>

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